Filament ASA - właściwości i drukowanie 3D 0
Filament ASA - właściwości i drukowanie 3D

O materiale

ASA – Akrylonitryl/Styren/Akryl to materiał będący modyfikacją ABS (Akrylonitryl/Butadien/Styren), powszechnie stosowanego w druku 3D metodą FDM. Z tego powodu oba te materiały posiadają bardzo zbliżone właściwości: dobrą wytrzymałość mechaniczną i termiczną, odporność na uderzenia, dużą sztywność, ale i większy skurcz termiczny, niż w przypadku PLA czy PET-G. W porównaniu z ABS skurcz przetwórczy ASA jest jednak nieco mniejszy. Podobnie jak ABS, w trakcie druku ASA może wydzielać nieprzyjemny zapach, chociaż dla filamentu ASA zjawiska te są nieco mniej dotkliwe.

Zastąpienie butadienu poprzez kauczuk akrylowy nadaje ASA dodatkową właściwość– odporność na promieniowanie UV. Ze względu na tę cechę, filament ASA jest często stosowany w przedmiotach, używanych w ogrodzie (grille, kosiarki), elementach związanych ze sportem na świeżym powietrzu (elementy łodzi, wózki golfowe) czy sprzęcie AGD.

 

zdjęcie wydruku z filamentu ASA

źródło: wykonanie własne

 

zdjęcie wydruku z filamentu ASA (bliższe ujęcie)

źródło: wykonanie własne

Do wykonania powyższego wydruku wykorzystano filament ASA 301 Natural od Nebuli.

 

Właściwości filamentu ASA

Poniższe wartości mają charakter orientacyjny, ale odpowiadają danym podawanych w literaturze i przez producentów. Należy pamiętać, że tworzywa sztuczne są opisywane przez bardzo wiele parametrów. Poniżej widnieje jedynie ich część:

  • Temperatura mięknięcia (zeszklenia): 80- 105°C
  • Gęstość: 1,05 - 1,08 g/cm^3
  • Granica plastyczności: 27-39,77 MPa     
  • Moduł Younga: 680-1350 MPa  
  • Wydłużenie przy zerwaniu: 4,8-7,59%     
  • Skurcz przetwórczy: 0,4-0,7%

 

Odporność na warunki środowiskowe

Jak już wspomnieliśmy, filament ASA wyróżnia się odpornością na warunki środowiskowe – nie tylko wyższe temperatury, jak w przypadku ABS-u, lecz także promieniowanie UV, występujące w spektrum światła słonecznego.

O ile odporność termiczną materiałów jest dosyć łatwo zaobserwować – materiał po dłuższej ekspozycji na graniczne dla niego temperatury zacznie mięknąć, szczególnie przy jego dodatkowym obciążeniu, to degradacji, jaką powodują woda i światło słoneczne, możemy nie dostrzec gołym okiem. Degradacja następuje jednak na poziomie strukturalnym materiału: światło słoneczne rozbija łańcuchy polimerowe, stanowiące strukturę tworzyw sztucznych, zmieniając ich właściwości fizyczne, m.in masę cząsteczkową, siły międzycząsteczkowe czy naprężenia wewnętrzne. Takie zmiany obniżają wytrzymałość mechaniczną, szczególnie zmęczeniową, materiału. Fakt, że materiał uległ degradacji, możemy często odnotować dopiero poprzez próbę niszczącą – wartość siły, która spowoduje przerwanie ciągłości wydruku, będzie niższa niż w przypadku wydruków które nie uległy procesowi degradacji. Wszystkich zainteresowanych procesem degradacji tworzyw sztucznych, odsyłamy do literatury:                1.http://www.openaccesslibrary.com/vol02/degradacja.pdf            2.https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-7e39c183-0733-4b2c-91c6 3fdbe4d494d2/c/Stepczynska.pdf 

Możliwym do zaobserwowania efektem wywoływania zmian strukturalnych w ABS-ie przez oddziałujące na niego światło słoneczne jest znane nam żółknięcie tego materiału. Jeżeli ktoś z Was posiadał kiedyś białą zmywarkę czy lodówkę, których elementy często są wykonane z ABS-u, zapewne mogliście zauważyć właśnie takie zjawisko.

 

Zastosowania

Ze względu na odporność na warunki środowiskowe, filament ASA stosuje się często w motoryzacji - o czym możecie przeczytać tu, elementach rowerów, hulajnóg itp. Materiał ten charakteryzuje również sztywność podobna do ABS, co czyni go dobrym wyborem przy wykonywaniu elementów mechanicznych tj. łączniki, uchwyty, obudowy, stosowane w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym.

Na tym etapie można by zadać pytanie, jaki w takim razie jest sens stosowania materiału ABS, skoro ASA jest materiałem bliźniaczym, lecz o szerszych właściwościach i zastosowaniu? Odpowiedzią jest przede wszystkim wyższa cena filamentu ASA, trudniejsza dostępność i bardziej ograniczona gama kolorystyczna.

Dla porównania zamieszczamy linki do najczęściej wybieranych filamentów ABS i ASA w naszym sklepie:

 

Jak drukować?

Kupując filament ASA możemy zauważyć, że na rynku dostępne są materiały ASA z połyskiem (np. firmy Nebula) i matowe (np. Print-me) - linki powyżej. Wydruki z tego pierwszego typu są gładsze, lekko błyszczące, pękają krucho. Natomiast te wykonane z materiałów matowych są dość miękkie, jakby „mięsiste”: łamiąc wydruk możemy zauważyć, że krawędzie pęknięcia nie są ostre, drapiące, lecz jakby wygładzone - pękanie też nie jest typowym pęknięciem kruchym. Sam wydruk z filamentu matowego nie jest też tak sztywny, jak w przypadku połyskliwego ASA czy ABS-u. Matowy filament ASA także lekko się kruszy, co może mieć negatywne skutki szczególnie przy bardziej intensywnym, wielkoseryjnym druku - podczas częstych zmian filamentu czy wykonywanej dużej ilości ruchów retrakcyjnych, jak i po prostu częstym ponownym rozgrzewaniu i ochładzaniu filamentu wprowadzonego do hotendu, może się zwiększać ryzyko zablokowania układu ekstrudera przez jego pozostałości. Warto zwrócić uwagę na te różnice przy wybieraniu producenta filamentu, który kupujemy, dobierając go do naszych wymagań.

Poza tymi różnicami, ASA drukuje się podobnie, jak ABS:

  • Temperatura dyszy ok. 220-250°C – pamiętajmy tutaj, że jeżeli w naszym hotendzie znajduje się rurka teflonowa, to długotrwałe stosowanie temperatur w okolicach 250°C może ją uszkodzić.
  • Grzana komora – bardzo zalecana, lecz przy mniejszych wydrukach i wypełnieniach nie jest niezbędna – posiadając drukarkę 3D bez komory warto wybrać ASA kosztem ABS-u, ponieważ skurcz i konsekwentne podwijanie się wydruków powinny być mniej dotkliwe dla tego pierwszego materiału. Jeżeli nie posiadamy zamkniętej komory, zadbajmy o jak najlepszą izolację drukarki od nagłych ruchów powietrza– otwartych okien, częstego otwierania/zamykania drzwi pomieszczenia. Ze względu na wydzielanie szkodliwych substancji, zaleca się nieprzebywanie zbyt długo w pobliżu drukarki, szczególnie jeśli drukujemy bez komory.
  • Temperatura stołu – jeżeli drukujemy bez komory, to jak najwyższa osiągalna – 100-110°C. Drukując w zamkniętej komorze możemy zacząć od 80°C.
  • Chłodzenie – jeżeli drukujemy bez komory, powinno być wyłączone. Drukując w komorze wskazane jest ustawienie minimalnego chłodzenia (rzędu 30% mocy wentylatora).
  • Adhezja – ze względu na zjawisko podwijania, należy zadbać o dokładne wypoziomowanie stołu po jego nagrzaniu, tuż przed przystąpieniem do druku i stosować środki adhezyjne przeznaczone do stosowania w wyższych temperaturach, tj. Dimafix w sprayu i Dimafix Pen. Zaleca się stosowanie struktur pomocniczych - brimu lub raftu.

 

Przechowywanie

Filament ASA należy przechowywać w suchym miejscu i chronić przed zakurzeniem. Ze względu na podwyższoną odporność na światło słoneczne, filament ASA nie wymaga ochrony przed oddziaływaniem promieni słonecznych. Należy jednak pamiętać, że nawet filament ASA nie jest w 100% odporny na promieniowanie UV.

 

Postprocessing

Materiał ASA rozpuszcza się w acetonie, co można wykorzystać przy klejeniu lub wygładzaniu w oparach tej substancji. O takim sposobie postprocessingu wspominamy przy okazji omawiania filamentu ABS, gdyż jest to kolejna cecha wspólna tych materiałów w tym artykule

Ze względu na wysoką odporność termiczną, ASA może być także obrabiana skrawaniem oraz szlifowana papierem ściernym.

Podobnie jak w przypadku większości pozostałych filamentów, można także stosować pokrywanie wypełniaczem szpachlowym w sprayu i lakierowanie wydruku.

 

Co może pójść nie tak?

  1. Podwijanie się wydruku – związane ze zwiększonym skurczem przetwórczym. Rozwiązaniem może być eliminacja możliwości nagłego wychłodzenia wydruku np. zwiększenie temperatury w komorze lub w przypadku jej braku – możliwe ograniczenie ruchów powietrza i całkowite wyłączenie chłodzenia. Należy też wybrać odpowiedni środek adhezyjny - dobrym wyborem będzie tu Dimafix. W razie wzmożonych problemów można pokusić się o zrobienie „soku z ASA” – czyli roztworu tego materiału w acetonie, którym pokryjemy powierzchnię stołu roboczego, o ile nasza powierzchnia robocza na to pozwala (podkładki adhezyjne ulegną zniszczeniu w kontakcie z acetonem). Możemy także zwiększyć ilość stosowanego brimu lub drukować na rafcie. 
  2. Pękanie wydruku – świadczy to o nadmiernym wychłodzeniu wydruku. Należy zweryfikować, czy na pewno wentylator nie włącza się w okolicach powstania pęknięcia oraz sprawdzić, czy w pomieszczeniu z drukarką nie ma źródeł nagłej zmiany temperatury, np. otwartych okien.
  3. Nadtopienie lub przypalenie krawędzi wydruku – świadczy to o zbyt wysokich temperaturach druku. Przypalenia mogą powstać przy kontakcie wydrukowanego już materiału z dyszą roboczą. Rozwiązaniem może być obniżenie temperatur druku lub dodanie niewielkiego chłodzenia
  4. Problemy z podawaniem filamentu – szczególnie mogą pojawić się przy druku z matowego filamentu ASA. Zdarza się, że materiał zaciera się na radełku maszyny, pozostawiając też na nim dużą ilość pyłu. W takich przypadkach należy zmniejszyć opory wytłaczania filamentu, np. poprzez delikatne zwiększenie temperatur druku, przeczyścić dokładnie dyszę i wyregulować docisk filamentu do radełka ekstrudera.

To już wszystkie informacje na temat filamentu ASA, jakie dla Was przygotowaliśmy. Mamy nadzieję, że teraz dysponujecie znacznie większą wiedzą w zakresie tego wciąż dość rzadko stosowanego materiału. Jednak unikatowe właściwości filamentu ASA sprawiają, że zyskuje on na popularności i z pewnością warto mieć go na uwadze przy planowaniu kolejnych wydruków 3D.

Więcej porad i wskazówek na temat druku 3D znajdziecie na naszym Facebooku i Instagramie. Zapraszamy również do dołączenia do naszej grupy Druk 3D Warszawa, gdzie można podzielić się swoim doświadczeniem w druku 3D.

 

Icons made by Freepik from www.flaticon.com     

 

Komentarze do wpisu (0)

Menu Szukaj więcej więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl